This project was funded by the Intramural Research Program at the National Institutes of Health Clinical Center. We acknowledge the helpful discussions with Dr. Thomas Bulea, PhD and Laurie Ohlrich, PT in refining the procedures presented in this protocol. Muyinat W. Osoba and Andrew Gravunder, MS assisted with the animations.

NOT: Bu protokol Ulusal Sağlık Enstitüleri Kurumsal Değerlendirme Kurulu (: NCT01829724 ClinicalTrials.gov tanımlayıcı) tarafından onaylanmıştır. Tüm katılımcılar soru sorma ve onların katılımı öncesinde bilgilendirilmiş onam sağlamak için fırsat verilir. Vazodilatörlerin ve vazokonstriktörlere son kullanımından kaynaklanan hemodinamik yanıtı değişiklikleri dikkate alarak, katılımcılar 3 .Bu animasyon videoları özel laboratuvarda yapılan deneyden önce 24 saat alkol ve kafein kaçınmaları istenir, ancak diğer kaydedilmiş olabilir sesler ya da alternatif araştırma sorularına özel görüntüler. 1. Önceki Katılımcının Varış için oda Kurma. <ol><li> Hareket yakalama üreticinin özel sürecine göre laboratuvarın koordinatlara hareket yakalama kameraları göreli kalibre. Kamera pozisyonları vücudun hem de tüm belirteçlerin kayıt sağlayacak emin olunve test edilecek görevleri sırasında katılımcının başkanı. Kalibrasyon işlemi hareket yakalama sisteminin doğruluğunu sağlar ve herhangi bir hareket laboratuvar için standart bir uygulamadır. Yansıtıcı belirteçler güvenilir bir şekilde tespit edilebilir 17 m 3 yaklaşık bir hacmi ile, on kamera sistemi kullanın. </li><li> Hareket yakalama ve fNIRS bilgisayarların BNC girişi talimat bilgisayardan tetiği bağlayın. Tetikleyici bir fare düğmesi bağlı ve fareyi tıklayarak devreyi tamamlar ve hareket yakalama / EMG veri toplama kuruluna ve yardımcı analog girişler gibi fNIRS veri toplama kartına aynı anda darbe gönderir emin olun. </li><li> Video başlayan iki veri toplama sistemlerinde aynı anda voltaj değişikliği neden olacak şekilde talimat animasyon videoları çalıştırmak bilgisayara USB portundan bu fareyi bağlayın. NOT: EMG sinyalleri otomatik olarak senkronize ve hareket yakalama yazılımı tarafından kaydedilen, yani addit edilirEMG sistemi uğratarak senkronizasyon gerekli değildir. </li><li> Talimatlar için ekran ve projektör kurmak katılımcıya gösterilecek. Distracters olabilecek herhangi bir gereksiz öğeleri kaldırın. Onlar katılımcının hareketlerinin tam bir görünümü olacak tripod ve dijital video kamera yerleştirin. </li><li> Yansıtıcı belirteçler güvenli prob her optode üstüne takılı olduğundan emin olun. </li><li> Gerekli tüm belgeleri birleştirin: Örneğin rıza ve onay kopyaları, klinik muayene sayfaları, ve deneysel not kağıtları,. </li></ol> 2. Temel Önlemler <ol><li> Bilgilendirilmiş onam sürecini tamamladıktan sonra, ölçmek ve kayıt katılımcının boy, kilo, yaş, ve baş çevresi. </li><li> Belirtildiği gibi Edinburg El Envanteri 10 ve diğer klinik muayene yönetme. Tutanak saç ve cilt tipleri katılımcı-bildirmişlerdir. </li><li> Bilateral posterior superior iliak dikenler üzerinde yansıtıcı belirteçleri (PSIS) yerleştirin. 5 kez, ve kendi kendine seçilen yürüme hızını tahmin etmek çalışmalar boyunca hız ortalama - laboratuarında genelinde 3 onların rahat bir tempoda katılımcı bir yürüyüş var. </li></ol> 3. Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (fNIRS) Kurulum NOT: katılımcı birkaç kişi aynı anda onlara yakın olmak rahat ise, bu yardım için yeterli deneyci veya araştırma personeli varsa, EMG ve hareket yakalama kurulumu ile eş zamanlı olarak tamamlanmış, ve olabilir. <ol><li> Nasion (Nz) ve inion (İz) arasındaki mesafeyi ölçün, ve sağa (Ar) ve sol (Al) kulaklara öncesi aurikular noktalar arasında. Bu iki önlemlerin orta kesiştiği bir yıkanabilir kalem kullanarak kafa derisi üzerinde işaretlenmiş Cz vardır. </li><li> Katılımcı optodes alınacaktır kafa derisi ortaya koymak için örgü veya ponytails kullanarak saç küçük porsiyonlarda kapalı uzun saçlı, bölüm varsa. </li><li> FNIRS t üzerine soruşturma yerleştirinO katılımcının baş, Cz, Ar uyum için dikkat. O kafa derisi üzerine yerleştirilir Sonra uzak, her optode altından saç taşımak. Son olarak, güvenli bir şekilde yerinde optodes tutmak için Velcro şeritleri ekleyin. NOT: Bu protokolde, çene altında gider kafa, alnını gider biri ve arkasında gider bir kayış var bir kap kullanın. Optodes kulağı çevreleyen esnek bir plastik halka üzerindeki Velcro ile bu kapağa demirlemiş. <ol><li> Katılımcı kısa saç (uzunluk az 2 yaklaşık daha inç) varsa, bir tarağın küçük bir ince çubuk veya plastik ucu ile optodes arasında saç çekin. </li></ol></li><li> Tüm optode kabloları düz yalan olduğunu ve optodes kafa derisi yüzeyine yaklaşık dik olduğundan emin olun. <ol><li> Gerekirse, optodes dik hizalama temin etmek için optode kabloları grubu altında bir köpük ince bir parçası eklenir. </li></ol></li><li> Prob konforu hakkında katılımcı ile kontrol edin, veGerekirse ayarlayın. Kendi konfor deney sırasında herhangi bir noktada düşerse deneycilerin anlatmak için onları bilgilendirin. </li><li> Kaynağa açın ve sinyalleri kontrol edin. <ol><li> Bu sistemde, en az 80 dB, bir yoğunluk ve hem de 690 ve 830 nm dalga boylarında sinyal deltaOD (optik yoğunluk değişikliği) &#39;de açık bir şekilde görünür bir sinyal sahip olan bir sinyal sağlamak. Kanallar bu kriterlere uymayan sinyalleri varsa, o saç optode (lar) engellemediğini teyit ve ardından sinyal yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak gerektiği gibi dedektör kazanç ayarlayın. Bu hareket yakalama kameraları bu süre boyunca kapalı olduğundan emin olun. NOT: Diğer fNIRS makinaları 690 ve 830 nm dalga boylarında farklı çalışabilir; Bu durumda, kullanılan makineye en uygun dalga boyu kontrol edin. </li></ol></li><li> Nz, Iz, Ar, ve Al yansıtıcı belirteçler ekleyin. Hala tutun ve hareket yakalama bu veri ve fNIRS optode belirteçlerin yaklaşık 2 sn toplamak için katılımcı isteyin. DoğrulayınTüm belirteçler kaydedildi ve gerektiğinde ilave denemeler toplamak edilmiştir. Bu kameralar ve belirteçleri arasındaki görüş hattı geliştirmek için kafa konumunu değiştirmek için katılımcı gerektirebilir. Varsa bir katılımcının bireysel yapısal MRG olasılık kayıt için analiz sırasında bu toplanan üç boyutlu yerleri kullanın. </li><li> Hareket yakalama kameraları müdahalesi veya doygunluk dedektörleri korumak için fNIRS optodes üstüne siyah keçe veya diğer optik emici malzeme birkaç kat ile bir kapak ekleyin. Kablolar ve fNIRS cihazın ön paneli de iyi aynı optik emici malzeme kullanılarak ekranlı emin olun. </li></ol> 4. Yüzey Elektromiyografi (EMG) Kurulum <ol><li> Kas kasılması sırasında anatomik yerlerinden, palpasyon kullanarak her hedeflenen kas kas karın bulun, ve elektrot yerleştirme kılavuzları 11. NOT: Bu protokol hedeflenen kaslar bil dahilateral medial gastroknemius, tibialis anterior, rektus femoris, vastus lateralis, biceps femoris, ekstansör karpi radialis ve fleksör karpi radialis. </li><li> SENIAM 12 tarafından tavsiye edilen, bir izopropil alkol pedi ile temizlik daha sonra bant ile ölü cilt hücrelerini kaldırarak, ve, tıraş kas karın üzerinde EMG elektrot yerleştirme için hazırlayın ve cilt kurumasını bekleyin. </li><li> Kas liflerinin yönüne yönelik EMG elektrot yerleştirin. </li><li> Bir öz yapışık şal ile rahatça sarın. </li><li> Kas aktif olduğunda manuel kas testi yapılarak uygun elektrot yerleştirme, ve sinyal değişikliği açıkça görüntülenmesini sağlamak için ise bilgisayardaki kas sinyalleri kontrol edin. </li></ol> 5. Hareket Yakalama Kurulumu <ol><li> Ortak yerler de yansıtıcı belirteçler yerleştirin. Bunlar, medial ve lateral malleolus, medial ve lateral diz eklemi dahil üstün iliyak omurga (ÇED), posterior superior iliak omurga (PSIS), radyal stiloidi, ulnar Syloid, medi önEl humerus epikondil ve yanal humerus epikondil. </li><li> Ayak, sap, uyluk, el ve önkol dahil ilgi her segmentin üzerine 3 veya daha fazla işaretçileri veya belirteçleri bir katı cisim küme, yerleştirin. </li><li> Katılımcı gibi 90 ° omuz fleksiyon ve 90 ° dirsek fleksiyonda kolları ile ayakta gibi, standart bir konumda hala ayakta iken hareket yakalama verileri yaklaşık 2 sn toplayın. Tüm belirteçler açıkça kameralara görünür olduğundan emin olun. </li></ol> 6. Yürüme Görev <ol><li> Koşu bandı katılımcı transferi var. Hasta pozisyonunda sonra tavan desteği kabloları sabitleyin sonra fNIRS optode kabloları destekleyerek onlara yardımcı ve. Hasta düşme riski yüksek ise, bu görev sırasında güvenliği için bir vücut ağırlığı destek kemeri kullanın. </li><li> Yavaş yavaş kurmak koşullara rahat katılımcı almak için ölçülen öz seçilen yürüme hızı kadar bina, koşu bandını başlatın. Bir durak sonra yavaşTekrar. </li><li> Dinlenme veya taşımak ya katılımcıyı başlama işareti olur işitsel geribildirim ile animasyon dosyasını kurun. Katılımcı ile Gözden görev talimatları, hala devam etmelerini söylüyorum ve mümkün olduğunca rahat &quot;dinlenme&quot; dönemlerinde ve ekranda küçük siyah daire onların dikkatini odaklama yaparken, &quot;görev&quot; döneminde koşu bandının ayarlanan hızda yürümek veri toplama süresi. </li><li> Işıkları Dim ve hareket yakalama bilgisayar ve fNIRS bilgisayarda veri toplama başlar. Video kamera kaydı başlayın. </li><li> Fare tetiği kullanarak, bu görevle ilişkili animasyon dosyası play butonuna tıklayın. Tetik hareket yakalama ve NIRS sistemleri hem tarafından alındığını emin olun. <ol><li> Onlar deneme süresi için bir odak noktası olması, böylece görüş katılımcının hattında bulunan siyah bir nokta bir görüntüye geçin. NOT: Her için genel şematikDeneme, Şekil 2 &#39;de gösterilmiştir. </li></ol></li><li> Katılımcı performansını izlemek ve gerektiğinde hız, ya da yabancı istemli hareketleri hakkında geribildirim sağlamak. </li><li> Öğretim animasyon sonunda, hareket yakalama, EMG ve fNIRS sistemlerin yanı sıra, video kamera kayıt durdurmak. Katılımcının dinlenme veya gerekli pozisyonları kaydırmak için bir fırsat verin. </li></ol> 7. İkili Alt Ekstremite Bisiklet Görev <ol><li> , Hareketli sırt ve bacak desteği ile bir kaide katılımcı geçişi var fNIRS optode kabloları desteklemek özen ve yumru veya hareket yakalama işaretleri veya EMG elektrotları çıkarmak değil. Deney sırasında konforu artırmak için köpük koltuk minderi var. </li><li> Pozisyona döngüsü çerçevesini kaldırın ve bir kayış ile kaide sabitleyin. </li><li> Pedallar içine ayak Güvenli ve pedallar için rahat ve doğal bir mesafe teşvik için gerekli döngüsünün konumunu ayarlamak. Atdöngüsünde uzak nokta, yaklaşık 10 ° fleksiyonda onların diz korumak. NOT: Bu noktada, katılımcı bazı gövde desteği sağlar ve dinlenme döneminde rahatlama kolaylaştıran bir yarı yatar pozisyonda, olacak. </li><li> Bunları söylüyorum katılımcı ile İnceleme görev talimatları, yaklaşık 60 rpm &quot;görev&quot; döneminde &quot;rest&quot; dönemlerinde ve dolaşmak için hala ve rahat mümkün olduğunca kalmaya. </li><li> Tekrarlayın 6,4-6,7 adımları. Bunun yerine bir nokta, proje dinlenme veya görsel ve işitsel geribildirim yoluyla hareket ya katılımcıyı başlama işareti olur çizgi animasyon bir görüntüye geçiş. Katılımcı mevcut deneme, geçti, ya da kalan zamanı takip etmek mümkün değil böylece film penceresi maksimize. </li></ol> 8. El Sıkma Görev <ol><li> Döngüsü ve döngüsü kendisi ayak çıkardıktan sonra, katılımcı, makin önünde bir yatak tablo yerleştirmekkatılımcının kolları rahat bir pozisyonda masaya desteklendiğinden emin olun g. </li><li> &quot;Görev&quot; döneminde yaklaşık kez sn (1 Hz) başına yumuşak bir nesne sıkmak için katılımcı bilgilendirin ve &quot;dinlenme&quot; dönemlerde mümkün olduğunca rahat kalır. </li><li> Adımı tekrarlayın 7.5. </li></ol> 9. Ayak Bileği dorsifleksiyon Görev <ol><li> Yatakta tablosunu çıkarın ve katılımcının görünümüne ayaklarını getirmek için kaidenin ayak dinlenme kısmını yükseltmek. </li><li> Katılımcının ayakkabı ve çorap çıkarın ve uygun pozisyonlarda ayak işaretçileri değiştirin. Sadece ayak bileği eklem hareketine izin verecek bir köpük ped ile ayak bileği ekleminin üzerinde buzağıyı destekleyin. </li><li> &quot;Görev&quot; döneminde sn (1 Hz) başına yaklaşık bir kez ayak bileği dorsiflex katılımcı talimat ve &quot;dinlenme&quot; dönemlerde mümkün olduğunca rahat kalır. </li><li> Adımı tekrarlayın 7.5. </li></ol> Pro 10. Sonuçtokol <ol><li> Kapağı çıkarın ve basınç veya kızarıklık alanları için cilt inceleyin. </li><li> Tüm yansıtıcı işaretleri ve EMG birimleri çıkarın. </li><li> Onların zaman için katılımcı teşekkür ve protokolün öznel deneyimi konusunda girişi davet ediyoruz. (Transkranial manyetik stimülasyon 13 Garvey ve arkadaşları tarafından kullanılan) Bu resmi bir anket olabilir, ya da gayri resmi bir tartışma gelecekte gelişmiş olabilir rahatsızlık ortak kaynaklarını belirlemek için. </li></ol>

<ol>
	<li>Suzuki, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prefrontal+and+premotor+cortices+are+involved+in+adapting+walking+and+running+speed+on+the+treadmill:+an+optical+imaging+study.">Prefrontal and premotor cortices are involved in adapting walking and running speed on the treadmill: an optical imaging study.</a> Neuroimage. 23 (3), 1020-1026 (2004).</li><li>Leff, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+the+cerebral+cortex+during+motor+task+behaviours+in+adults:+a+systematic+review+of+functional+near+infrared+spectroscopy+(fNIRS)+studies.">Assessment of the cerebral cortex during motor task behaviours in adults: a systematic review of functional near infrared spectroscopy (fNIRS) studies.</a> Neuroimage. 54 (4), 2922-2936 (2011).</li><li>Orihuela-Espina, F., Leff, D. R., James, D. R., Darzi, A. W., Yang, G. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+control+and+assurance+in+functional+near+infrared+spectroscopy+(fNIRS)+experimentation.">Quality control and assurance in functional near infrared spectroscopy (fNIRS) experimentation.</a> Phys Med Biol. 55 (13), 3701-3724 (2010).</li><li>Pellicer, A., Bravo Mdel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-infrared+spectroscopy:+a+methodology-focused+review.">Near-infrared spectroscopy: a methodology-focused review.</a> Semin Fetal Neonatal Med. 16 (1), 42-49 (2011).</li><li>Wolf, M., Ferrari, M., Quaresima, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+of+near-infrared+spectroscopy+and+topography+for+brain+and+muscle+clinical+applications.">Progress of near-infrared spectroscopy and topography for brain and muscle clinical applications.</a> J Biomed Opt. 12 (6), 062104 (2007).</li><li>Tian, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+functional+near+infrared+spectroscopy+to+assess+cortical+reorganization+in+children+with+cerebral+palsy.">Quantification of functional near infrared spectroscopy to assess cortical reorganization in children with cerebral palsy.</a> Opt Express. 18 (25), 25973-25986 (2010).</li><li>Koenraadt, K. L., Duysens, J., Smeenk, M., Keijsers, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-channel+NIRS+of+the+primary+motor+cortex+to+discriminate+hand+from+foot+activity.">Multi-channel NIRS of the primary motor cortex to discriminate hand from foot activity.</a> J Neural Eng. 9 (4), 046010 (2012).</li><li>Khan, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+abnormal+motor+cortex+activation+patterns+in+children+with+cerebral+palsy+by+functional+near-infrared+spectroscopy.">Identification of abnormal motor cortex activation patterns in children with cerebral palsy by functional near-infrared spectroscopy.</a> J Biomed Opt. 15 (3), 036008 (2010).</li><li>Tian, F., Alexandrakis, G., Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+probe+geometry+for+diffuse+optical+brain+imaging+based+on+measurement+density+and+distribution.">Optimization of probe geometry for diffuse optical brain imaging based on measurement density and distribution.</a> Appl Opt. 48 (13), 2496-2504 (2009).</li><li>Oldfield, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+assessment+and+analysis+of+handedness:+the+Edinburgh+inventory.">The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory.</a> Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).</li><li>Delagi, E. F., Perotto, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomic+guide+for+the+electromyographer--the+limbs.">Anatomic guide for the electromyographer--the limbs.</a> , (1980).</li><li>Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+recommendations+for+SEMG+sensors+and+sensor+placement+procedures.">Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures.</a> J Electromyogr Kinesiol. 10 (5), 361-374 (2000).</li><li>Garvey, M. A., Kaczynski, K. J., Becker, D. A., Bartko, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subjective+reactions+of+children+to+single-pulse+transcranial+magnetic+stimulation.">Subjective reactions of children to single-pulse transcranial magnetic stimulation.</a> J Child Neurol. 16 (12), 891-894 (2001).</li><li>Huppert, T. J., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HomER:+a+review+of+time-series+analysis+methods+for+near-infrared+spectroscopy+of+the+brain.">HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain.</a> Appl Opt. 48 (10), 280-298 (2009).</li><li>Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> HOMER2. , (2012).</li><li>Jasdzewski, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+the+hemodynamic+response+to+event-related+motor+and+visual+paradigms+as+measured+by+near-infrared+spectroscopy.">Differences in the hemodynamic response to event-related motor and visual paradigms as measured by near-infrared spectroscopy.</a> Neuroimage. 20 (1), 479-488 (2003).</li><li>Plichta, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Event-related+functional+near-infrared+spectroscopy+(fNIRS):+are+the+measurements+reliable.">Event-related functional near-infrared spectroscopy (fNIRS): are the measurements reliable.</a> Neuroimage. 31 (1), 116-124 (2006).</li><li>Hervey, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+Therapeutics+and+Diagnostics+IX.">Photonic Therapeutics and Diagnostics IX.</a> SPIE. , (2013).</li><li>Sanger, T. D., Delgado, M. R., Gaebler-Spira, D., Hallett, M., Mink, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classification+and+definition+of+disorders+causing+hypertonia+in+childhood.">Classification and definition of disorders causing hypertonia in childhood.</a> Pediatrics. 111 (1), 89-97 (2003).</li><li>Eyre, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+hemiplegic+cerebral+palsy+equivalent+to+amblyopia+of+the+corticospinal+system.">Is hemiplegic cerebral palsy equivalent to amblyopia of the corticospinal system.</a> Ann Neurol. 62 (5), 493-503 (2007).</li><li>Maegaki, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+motor+reorganization+in+cerebral+palsy+patients+with+bilateral+cerebral+lesions.">Central motor reorganization in cerebral palsy patients with bilateral cerebral lesions.</a> Pediatr Res. 45 (4 pt 1), 559-567 (1999).</li><li>Hoon, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+and+motor+deficits+in+children+with+cerebral+palsy+born+preterm+correlate+with+diffusion+tensor+imaging+abnormalities+in+thalamocortical+pathways.">Sensory and motor deficits in children with cerebral palsy born preterm correlate with diffusion tensor imaging abnormalities in thalamocortical pathways.</a> Dev Med Child Neurol. 51 (9), 697-704 (2009).</li><li>Yoshida, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+diffusion+tensor+tractography+of+the+motor+and+sensory+tract+in+children+with+cerebral+palsy.">Quantitative diffusion tensor tractography of the motor and sensory tract in children with cerebral palsy.</a> Dev Med Child Neurol. 52 (10), 935-940 (2010).</li><li>Lotze, M., Sauseng, P., Staudt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+relevance+of+ipsilateral+motor+activation+in+congenital+hemiparesis+as+tested+by+fMRI-navigated+TMS.">Functional relevance of ipsilateral motor activation in congenital hemiparesis as tested by fMRI-navigated TMS.</a> Exp Neurol. 217 (2), 440-443 (2009).</li><li>Phillips, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ankle+dorsiflexion+fMRI+in+children+with+cerebral+palsy+undergoing+intensive+body-weight-supported+treadmill+training:+a+pilot+study.">Ankle dorsiflexion fMRI in children with cerebral palsy undergoing intensive body-weight-supported treadmill training: a pilot study.</a> Dev Med Child Neurol. 49 (1), 39-44 (2007).</li><li>Wilke, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Somatosensory+system+in+two+types+of+motor+reorganization+in+congenital+hemiparesis:+topography+and+function.">Somatosensory system in two types of motor reorganization in congenital hemiparesis: topography and function.</a> Hum Brain Mapp. 30 (3), 776-788 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Korteks hedeflenen alanlarda ve bir kişinin hareket bozukluğu olanlar gibi tipik bir gelişmekte olan nüfus, hem hareketin nöral kontrolü anlayışımızı geliştirmek için hediyeler muazzam potansiyeli hareket nasıl hakkında nicel verilerle beyin aktivitesinin Eşzamanlı koleksiyonu. Katılımcılar fonksiyonel MRI olurdu sırt üstü yatırıldı sınırlı değildir gibi, tamamlanmış olabilir yaş ve hareket görevleri açısından geniş uygulama bulunmaktadır. piyasada birçok hareket yakalama ve harek...

Fonksiyonel görevleri sırasında nöral görüntüleme kortekste kan akış dinamiklerini ölçerek beynin faaliyet alanlarını belirlemek için non-invaziv fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) kullanarak daha taşınabilir ve düşük maliyetli hale gelmiştir. fNIRS taşınabilirliği bu fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (iMRG) gibi diğer teknolojiler ile mümkün değildir yürüme 1 olarak dik ve fonksiyonel görevleri çalışmada özellikle yararlıdır. Bu yetenek nöroloji ve nörobilim alanında kritik ve serebral palsi (CP) ve motor kontrolünü etkileyen diğer nörolojik sorunları olan çocukların ve yetişkinlerin hareket bozuklukları yatan mekanizmalar yeni bakış açıları sağlayabilir. Mekanizmaların anlaşılması engelli ve faaliyet sınırlamaları kaynağını hedef etkili müdahaleleri tasarım yeteneğini geliştirir. Motor görevlerin çoğu fNIRS çalışmaları bugüne kadar yetişkinlerin sağlıklı bir nüfusa parçası ile olmuşturicipants belirli bir görevi ve görev performansı izleme, görsel muayene ile sınırlıdır gerçekleştirmek için talimat. Bu tipik hareketleri ve angajman yüksek seviyede olanlar için yeterli, ancak hareket bozuklukları veya zorluk genellikle gelişmekte olan çocuklar dahil uzun süre çalıştırılması için bir göreve katılıyor olanlar katılımcılara eğitim sırasında kabul edilemez olabilir. Bu durumlarda beyin faaliyetinin analizini bilgilendirmek amacıyla aslında tamamlandığında, motor modeli aynı anda izlenmesi gereklidir. FNIRS sistemleri ve kullanımları Kapsamlı yorum literatür kullanımını rehberlik ve veriler hala devam fNIRS doğruluğunu ve bu sistemlerin duyarlılık, ancak toplama, işleme, teknik konular ve yorumunu göstermek için yardımcı 2-5 olarak sunulmuştur. Renk ve saç kalınlığı engellemek veya optik Şanzıman çarpıtmak büyük olasılıkla koyu kalın saçlı, optik sinyalin kalitesini etkileyensalgılanması 3,6. Saç folikülü yoğunluğu büyük olan baş tacı alan üzerine duyusal alanları inceleyerek, ve bazı çalışmalar olmayan müdahalesinde 6,7 rapor Bu özellikle geçerlidir. iyi kurulmuş Uluslararası 10/20 sistem optodes yerleştirilmesinde kullanılan, ama özellikle bir katılımcının anatomik MRG optode konumu atipik beyin anatomisi, eş-kayıt olanların durumunda doğru yorumlamak için gerekli değilse çok yararlı olduğunu olabilir Sonuçlar. Çocukluk başlangıçlı beyin hasarı beyin aktivasyonunu değerlendirmek için fNIRS kullanımı oldukça yenidir, ancak tek taraflı serebral palsi 6,8,9 alanında çekiş kazanıyor. Anılan zorluklar dikkate alınarak, bu protokol basit tek-ortak görevler yanı sıra daha karmaşık tam vücut hareketleri gibi çeşitli görevleri bir dizi, sırasında fNIRS, hareket yakalama ve elektromiyografi (EMG) izleme birleştirir. Görsel ve işitsel rehberlik bizized katılımcıların birden çağlar boyunca ilgi ve görev performansını artırmak için. Protokolün amacı, genellikle gelişmekte olanlara kıyasla tek taraflı ve ikili çocukluk başlangıçlı beyin hasarı olanlarda beyin aktivasyon desenleri farklılıkları tespit etmektir. Biz yöntemler uygulama çeşitliliği göstermek için bir tam vücut hareketi (yürüyüş), bir ikili alt ekstremite çok ortak hareket (bisiklet) ve iki tek taraflı tek eklem hareketlerini (izole ayak bileği dorsifleksiyon ve izole el sıkma) keşfetmek. aynı ya da çok benzer bir protokol diğer duyusal ya da hareket bozuklukları ya da ilgili diğer görevleri çalışma için kullanılabilir. Yakın kızılötesi ışınları Sürekli dalga yayılan ve özel olarak tasarlanmış kaynak dedektör yapılandırmayı kullanarak, 690 nm ve 50 Hz hızında fNIRS sistemini kullanarak sensörimotor korteks üzerinde 830 nm&#39;de tespit edildi. EMG verileri 1000 Hz&#39;lik bir frekansta kablosuz toplanmıştır. Yansıtıcı işaretleyici 3-D yerleri vardı100 Hz bir hızda bir optik hareket yakalama sistemi ile toplandı. İki farklı bilgisayar veri toplama, hareket yakalama ve EMG için fNIRS için bir başka ele. Veriler, her görev için öğretim animasyonu başlatmak için bir fare düğmesine basın karşılık gelen üçüncü bir bilgisayara bir tetik darbe ile senkronize edildi. Yürümenin dışında tüm görevler için, öğretim animasyonlar bir karikatür hayvan atlama ya da tekmeleme, yanı sıra işitsel işaret ile temsil edilen bir görev (1 Hz), hızı görsel rehberlik kullanarak katılımcı performansını standardize etmek tasarlanmıştır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="777">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:107px;">Company</td>
			<td style="width:163px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:293px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">CW6</td>
			<td style="width:107px;">TechEn</td>
			<td style="width:163px;">http://nirsoptix.com/</td>
			<td style="width:293px;">fNIRS machine with variable number of sources and detectors, depending on the number of modules included</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">MX system with ten T40-series cameras</td>
			<td style="width:107px;">Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK</td>
			<td style="width:163px;">http://www.vicon.com/System/TSeries</td>
			<td style="width:293px;">Motion capture cameras</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">reflective 4 mm markers</td>
			<td style="width:107px;">Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK</td>
			<td style="width:163px;">n/a</td>
			<td style="width:293px;">Markers used by the motion capture cameras to locate fNIRS optodes, Ar, Al, Nz, and hand coordinates.</td>
		</tr>
		<tr height="113">
			<td height="113" style="height:113px;width:216px;">reflective 9.5 mm markers</td>
			<td style="width:107px;">Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK</td>
			<td style="width:163px;">n/a</td>
			<td style="width:293px;">Markers used by the motion capture cameras to locate arm and leg coordinates. Clusters are used for the limb segments, and markers with offsets are uses for PSIS and Iz to improve reliability in data capture.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Trigno Wireless EMG system</td>
			<td style="width:107px;">Delsys, Inc. Natick, MA</td>
			<td style="width:163px;">http://www.delsys.com/products/wireless-emg/</td>
			<td style="width:293px;">Electromyography</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Bertec split-belt instrumented treadmill</td>
			<td style="width:107px;">Bertec Corporation, Columbus, OH</td>
			<td style="width:163px;">http://bertec.com/products/instrumented-treadmills.html</td>
			<td style="width:293px;">Treadmill</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">ZeroG body-weight support system</td>
			<td style="width:107px;">Aretech, LLC, Ashburn, VA</td>
			<td style="width:163px;">http://www.aretechllc.com/overview.html</td>
			<td style="width:293px;">Track and passive trolley used to support cables, harness can be used for patient safety during gait trials</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">3DS Max 2013</td>
			<td style="width:107px;">Autodesk, Inc., San Francisco, CA&#160;</td>
			<td style="width:163px;">http://www.autodesk.com/</td>
			<td style="width:293px;">3-D animation software used to animate animals for instructional videos</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Windows Movie Maker</td>
			<td style="width:107px;">Microsoft Corporation, Redmond, WA</td>
			<td style="width:163px;">http://windows.microsoft.com/en-us/windows-live/movie-maker</td>
			<td style="width:293px;">software used to combine animation footage with music</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Audacity</td>
			<td style="width:107px;">open source</td>
			<td style="width:163px;">http://audacity.sourceforge.net/</td>
			<td style="width:293px;">Software used to alter musical beat to appropriate cadence</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional near infrared spectroscopy of the sensory and motor brain regions with simultaneous kinematic and emg monitoring during motor tasks

Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) insan hareketinin nöral kontrolü çalışmasında sunduğu çeşitli avantajları vardır. Bu katılımcı konumlandırma göre, görece esnektir ve görevleri sırasında bir baş hareketleri sağlar. Buna ek olarak, kullanımı çok az kontrendikasyonlar, ucuz, hafif, ve taşınabilir. Bu genellikle de beyin felci gibi hareket bozuklukları, olanlar gibi, gelişmekte olan bireylerde motor görevleri sırasında fonksiyonel beyin aktivitesini incelemek için eşsiz bir fırsat sunuyor. Hareket bozuklukları okuyan bir ek bedel, ancak, yapılan fiili hareketlerin kalitesi ve ek, istenmeyen hareketler için potansiyel olduğunu. Bu nedenle, hem kan akışı beyinde değişiklikler ve test sırasında vücuda gerçek hareketlerin aynı anda izlenmesi fNIRS sonuçlarını uygun yorumlanması gereklidir. Burada, fNIRS kombinasyonu ile bir protokol göstermektedirkas ve motor görevleri sırasında kinematik izleme. Biz yürüyüşü keşfetmek, tek taraflı çok ortak hareket (bisiklet) ve iki tek taraflı tek eklem hareketleri (izole ayak bileği dorsifleksiyon ve izole el sıkma). Sunulan tekniklerin her ikisi de tipik ve atipik motor kontrolü üzerinde çalışılmasında faydalı olabilir ve görevler ve bilimsel soru geniş bir araştırmak için modifiye edilebilir.

Bu protokol, katılımcı, motor görevleri (Şekil 1) gerçekleştirirken beyin kan akımını, elektrik kas aktivitesini ve eklemlerin hareketini kinematik yakalamak için 3 yöntemleri eşzamanlı satın koordine eder. <img alt="Şekil 1," src="/files/ftp_upload/52391/52391fig1highres.jpg" /> Şekil 1. Prob yeri. Bu rakamın sol kısmı (yeşil, Brodmann alan 4), primer motor alan (mavi, Brodmann alanlarda 1,2,3)...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Near Infrared Spectroscopy of the Sensory and Motor Brain Regions with Simultaneous Kinematic and EMG Monitoring During Motor Tasks at JoVE.com

Functional Near Infrared Spectroscopy of the Sensory and Motor Brain Regions with Simultaneous Kinematic and EMG Monitoring During Motor Tasks

Monitoring brain activity during upright motor tasks is of great value when investigating the neural source of movement disorders. Here, we demonstrate a protocol that combines functional near infrared spectroscopy with continuous monitoring of muscle and kinematic activity during 4 types of motor tasks.

Motorlu Görevler sırasında Eşzamanlı Kinematik ve EMG İzleme ile Duyusal ve Motor Beyin Bölgeleri Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi

There are several advantages that functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) presents in the study of the neural control of human movement. It is ...

functional-near-infrared-spectroscopy-sensory-motor-brain-regions

Research

JoVE Journal

Behavior

15.1K Görüntüleme.  National Institutes of Health. Monitoring brain activity during upright motor tasks is of great value when investigating the neural source of movement disorders. Here, we demonstrate a protocol that combines functional near infrared spectroscopy with continuous monitoring of muscle and kinematic activity during 4 types of motor tasks.

Video: Functional Near Infrared Spectroscopy of the Sensory and Motor Brain Regions with Simultaneous Kinematic and EMG Monitoring During Motor Tasks

Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Simultaneous EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the high spatial accuracy of fMRI. The data from these two modalities can be combined in a number of ways, but all rely on the acquisition of high quality EEG and fMRI data. EEG data acquired during simultaneous fMRI are affected by several artifacts, including the gradient artefact (due to the changing magnetic field gradients required for fMRI), the pulse artefact (linked to the cardiac cycle) and movement artifacts (resulting from movements in the strong magnetic field of the scanner, and muscle activity). Post-processing methods for successfully correcting the gradient and pulse artifacts require a number of criteria to be satisfied during data acquisition. Minimizing head motion during EEG-fMRI is also imperative for limiting the generation of artifacts.
Interactions between the radio frequency (RF) pulses required for MRI and the EEG hardware may occur and can cause heating. This is only a significant risk if safety guidelines are not satisfied. Hardware design and set-up, as well as careful selection of which MR sequences are run with the EEG hardware present must therefore be considered.
The above issues highlight the importance of the choice of the experimental protocol employed when performing a simultaneous EEG-fMRI experiment. Based on previous research we describe an optimal experimental set-up. This provides high quality EEG data during simultaneous fMRI when using commercial EEG and fMRI systems, with safety risks to the subject minimized. We demonstrate this set-up in an EEG-fMRI experiment using a simple visual stimulus. However, much more complex stimuli can be used. Here we show the EEG-fMRI set-up using a Brain Products GmbH (Gilching, Germany) MRplus, 32 channel EEG system in conjunction with a Philips Achieva (Best, Netherlands) 3T MR scanner, although many of the techniques are transferable to other systems.

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional Magnetic Resonance imaging (fMRI) is a powerful neuroimaging tool. However, the inside of an MRI scanner forms a difficult environment for EEG data recording and safety must be considered whenever operating EEG equipment inside a scanner. Here, we present an optimised EEG-fMRI data acquisition protocol.

Eş zamanlı fMRI sırasında Yüksek Kalite EEG Veri alma için an En iyi Uygulama

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

Davranış

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric currents through the scalp. This constant electric current induces shifts in neuronal membrane excitability, resulting in secondary changes in cortical activity. Although tDCS has most of its neuromodulatory effects on the underlying cortex, tDCS effects can also be observed in distant neural networks. Therefore, concomitant EEG monitoring of the effects of tDCS can provide valuable information on the mechanisms of tDCS. In addition, EEG findings can be an important surrogate marker for the effects of tDCS and thus can be used to optimize its parameters. This combined EEG-tDCS system can also be used for preventive treatment of neurological conditions characterized by abnormal peaks of cortical excitability, such as seizures. Such a system would be the basis of a non-invasive closed-loop device. In this article, we present a novel device that is capable of utilizing tDCS and EEG simultaneously. For that, we describe in a step-by-step fashion the main procedures of the application of this device using schematic figures, tables and video demonstrations. Additionally, we provide a literature review on clinical uses of tDCS and its cortical effects measured by EEG techniques.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that has shown initial therapeutic effects in several neurological conditions. The main mechanism underlying these therapeutic effects is the modulation of cortical excitability. Therefore, online monitoring of cortical excitability would help guide stimulation parameters and optimize its therapeutic effects. In the present article we review the use of a novel device that combines simultaneous tDCS and EEG monitoring in real time.

Transkraniyal Doğru Akım Uyarım sırasında eş zamanlı EEG İzleme

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

Simultaneous Scalp Electroencephalography (EEG), Electromyography (EMG), and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Recent studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal human walking. Part of this evidence encompasses studies, including our previous work, demonstrating that gait kinematics and limb coordination during treadmill walking can be inferred from the scalp electroencephalogram (EEG) with reasonably high decoding accuracies. These results provide impetus for development of non-invasive brain-machine-interface (BMI) systems for use in restoration and/or augmentation of gait- a primary goal of rehabilitation research. To date, studies examining EEG decoding of activity during gait have been limited to treadmill walking in a controlled environment. However, to be practically viable a BMI system must be applicable for use in everyday locomotor tasks such as over ground walking and turning. Here, we present a novel protocol for non-invasive collection of brain activity (EEG), muscle activity (electromyography (EMG)), and whole-body kinematic data (head, torso, and limb trajectories) during both treadmill and over ground walking tasks. By collecting these data in the uncontrolled environment insight can be gained regarding the feasibility of decoding unconstrained gait and surface EMG from scalp EEG.

Simultaneous Scalp Electroencephalography EEG, Electromyography EMG, and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Development of an effective brain-machine-interface (BMI) system for restoration and rehabilitation of bipedal locomotion requires accurate decoding of user's intent. Here we present a novel experimental protocol and data collection technique for simultaneous non-invasive acquisition of neural activity, muscle activity, and whole-body kinematics during various locomotion tasks and conditions.

Eşzamanlı Derisi Elektroensefalografi (EEG), elektromiyografi (EMG) ve Multi-modal Sinir kod çözme için Tüm vücut bölüm Ataletsel Kayıt

Recent  studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal  human walking. Part of this evidence  encompasses studies, ...

Study Motor Skill Learning by Single-pellet Reaching Tasks in Mice

Reaching for and retrieving objects require precise and coordinated motor movements in the forelimb. When mice are repeatedly trained to grasp and retrieve food rewards positioned at a specific location, their motor performance (defined as accuracy and speed) improves progressively over time, and plateaus after persistent training. Once such reaching skill is mastered, its further maintenance does not require constant practice. Here we introduce a single-pellet reaching task to study the acquisition and maintenance of skilled forelimb movements in mice. In this video, we first describe the behaviors of mice that are commonly encountered in this learning and memory paradigm, and then discuss how to categorize these behaviors and quantify the observed results. Combined with mouse genetics, this paradigm can be utilized as a behavioral platform to explore the anatomical underpinnings, physiological properties, and molecular mechanisms of learning and memory.

Persistent practice improves the precision of coordinated movements.&#160;Here we introduce a single-pellet reaching task, which is designed to assess the learning and memory of forelimb skill in mice.&#160;

Farelerde Tek pelet ulaşan Görevleri ile öğrenme Çalışması Motor Beceri

Reaching for and retrieving objects require precise and coordinated motor movements in the forelimb. When mice are repeatedly trained to grasp and ...

Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. Researchers have used single-pulse and repetitive TMS to stimulate the lip representation in the motor cortex. The excitability of the lip motor representation can be investigated by applying single TMS pulses over this cortical area and recording TMS-induced motor evoked potentials (MEPs) via electrodes attached to the lip muscles (electromyography; EMG). Larger MEPs reflect increased cortical excitability. Studies have shown that excitability increases during listening to speech as well as during&#160;viewing speech-related movements. TMS can be used also to disrupt the lip motor representation. A 15-min train of low-frequency sub-threshold repetitive stimulation has been shown to suppress motor excitability for a further 15-20 min. This TMS-induced disruption of the motor lip representation impairs subsequent performance in demanding speech perception tasks and modulates auditory-cortex responses to speech sounds. These findings are consistent with the suggestion that the motor cortex contributes to speech perception. This article describes how to localize the lip representation in the motor cortex and how to define the appropriate stimulation intensity for carrying out both single-pulse and repetitive TMS experiments.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception.&#160; This article describes how to record motor evoked potentials (MEPs) from the lip muscles and how to disrupt the motor lip representation using repetitive TMS.

Transkranial Manyetik Stimülasyon ile Dudak Motor Cortex Uyarıcı

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

The Beat Sağırlık Uncovering: Algılama Ritim Bozuklukları Vurma Senkronize Finger ve algısal Zamanlama Görevleri ile

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Using Fiberless, Wearable fNIRS to Monitor Brain Activity in Real-world Cognitive Tasks

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular coupling, fNIRS is able to measure the haemoglobin concentration changes secondary to neuronal activity. Compared to other neuroimaging techniques, fNIRS represents a good compromise in terms of spatial and temporal resolution. Moreover, it is portable, lightweight, less sensitive to motion artifacts and does not impose significant physical restraints. It is therefore appropriate to monitor a wide range of cognitive tasks (e.g., auditory, gait analysis, social interaction) and different age populations (e.g., new-borns, adults, elderly people). The recent development of fiberless fNIRS devices has opened the way to new applications in neuroscience research. This represents a unique opportunity to study functional activity during real-world tests, which can be more sensitive and accurate in assessing cognitive function and dysfunction than lab-based tests. This study explored the use of fiberless fNIRS to monitor brain activity during a real-world prospective memory task. This protocol is performed outside the lab and brain haemoglobin concentration changes are continuously measured over the prefrontal cortex while the subject walks around in order to accomplish several different tasks.

Monitoring brain activity outside the lab without physical constraints presents methodological challenges. A fiberless, wearable functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) system was used to measure brain activity during an ecological prospective memory task. It was demonstrated that this system could be used to monitor brain activity during non-lab based experiments.

Gerçek dünya Bilişsel Görevler Beyin Aktivite Monitör lifsiz, Giyilebilir fNIRS kullanma

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular ...

Investigating Motor Skill Learning Processes with a Robotic Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be time-intensive and ambiguous to quantify beyond simple success rates. Here, we describe the training procedure for reach-and-pull tasks with ETH Pattus, a robotic platform for automated forelimb reaching training that records pulling and hand rotation movements in rats. Kinematic quantification of the performed pulling attempts reveals the presence of distinct temporal profiles of movement parameters such as pulling velocity, spatial variability of the pulling trajectory, deviation from midline, as well as pulling success. We show how minor adjustments in the training paradigm result in alterations in these parameters, revealing their relation to task difficulty, general motor function or skilled task execution. Combined with electrophysiological, pharmacological and optogenetic techniques, this paradigm can be used to explore the mechanisms underlying motor learning and memory formation, as well as loss and recovery of function (e.g. after stroke).

A paradigm is presented for training and analysis of an automated skilled reaching task in rats. Analysis of pulling attempts reveals distinct subprocesses of motor learning.

Bir Robotik Manipulandum ile motor Beceri Öğrenme Süreçlerinin İncelenmesi

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. However, studying human locomotor learning can be challenging. During infancy and childhood, the neuromuscular system is quite immature, and it is unlikely that locomotor learning during early stages of development is governed by the same mechanisms as in adulthood. By the time humans reach maturity, they are so proficient at walking that it is difficult to come up with a sufficiently novel task to study de novo locomotor learning. The split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed, enables the study of both short- (i.e., immediate) and long-term (i.e., over minutes-days; a form of motor learning) gait modifications in response to a novel change in the walking environment. Individuals can easily be screened for previous exposure to the split-belt treadmill, thus ensuring that all experimental participants have no (or equivalent) prior experience. This paper describes a typical split-belt treadmill adaptation protocol that incorporates testing methods to quantify locomotor learning and generalization of this learning to other walking contexts. A discussion of important considerations for designing split-belt treadmill experiments follows, including factors like treadmill belt speeds, rest breaks, and distractors. Additionally, potential but understudied confounding variables (e.g., arm movements, prior experience) are considered in the discussion.

We describe a protocol for investigating human locomotor adaptation using the split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed. We specifically focus on a paradigm designed to test the generalization of adapted locomotor patterns to different walking contexts (e.g., gait speeds, walking environments).

Split-kemer koşu bandı kullanarak genelleme insan Lokomotor uyum değerlendir

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

Simultaneous Transcranial Alternating Current Stimulation and Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a promising tool for noninvasive investigation of brain oscillations. TACS employs frequency-specific stimulation of the human brain through current applied to the scalp with surface electrodes. Most current knowledge of the technique is based on behavioral studies; thus, combining the method with brain imaging holds potential to better understand the mechanisms of tACS. Because of electrical and susceptibility artifacts, combining tACS with brain imaging can be challenging, however, one brain imaging technique that is well suited to be applied simultaneously with tACS is functional magnetic resonance imaging (fMRI). In our lab, we have successfully combined tACS with simultaneous fMRI measurements to show that tACS effects are state, current, and frequency dependent, and that modulation of brain activity is not limited to the area directly below the electrodes. This article describes a safe and reliable setup for applying tACS simultaneously with visual task fMRI studies, which can lend to understanding oscillatory brain function as well as the effects of tACS on the brain.

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a promising tool for noninvasive investigation of brain oscillations, though its effects are not completely understood. This article describes a safe and reliable setup for applying tACS simultaneously with functional magnetic resonance imaging, which can increase understanding oscillatory brain function and effects of tACS.